具有计亩及计亩误差补偿功能的拖拉机控制电路和方法与流程

本发明涉及农业机械技术领域，特别是涉及一种具有计亩及计亩误差补偿功能的集成型拖拉机控制电路和方法。

背景技术：

我国是农业大国，但是多数农业生产基本靠人力劳动完成，如多数乡村中播种，施肥，灌溉及收割等操作，主要依靠纯人力劳动，这样不但效率低，而且影响农作物的生长和收成。即使有些地方实现了机械化播种、施肥、耕地等作业，通常也需要人力配合，而播种和收割、施肥等机械化操作彼此独立，没有合理的联系在一起，也影响了农业机械作业的效率和生产周期。另外农业灌溉的时机与浇水量基本靠人的经验进行判断，并不能准确的判断出农作物的灌溉时间与灌溉量，灌溉不当将导致农作物减产、浪费水资源等严重后果。

随着物联网技术的发展和对建设现代农业的需求，将物联网与农业机械作业有机的结合起来，对于提高农业机械作业的效率与产量具有重要意义。但是我国农业生产环境多变，农业生产过程分散，生产主体复杂，需求千变万化等困难。

拖拉机作为主要的施肥、耕地、农药散播、播种等农业作业动力驱动机械，在区域化的农业作业过程中，由于大面积的农业机械作业无人化管理，需要对区域内每台拖拉机的发动机转速、车速、区域耕地肥料需求量、肥料储量、肥料散播速度、旋转耕犁的转速、耕地深度、旋转负荷、旋转耕犁空载区域面积、旋转耕犁空载时间等(由于耕地水平面高度不均衡)、播种速度、播种量、播种作业面积、农药储量、农药散播速度、单位面积内农药覆盖量等等数据进行分别采集，以监控拖拉机的作业面积、作业时间。

现有的能计数拖拉机的作业面积的文献，如我司申请的专利号为：“201620605056.4”的“基于物联网的集成型拖拉机传感控制电路”，这种控制电路虽然具有计亩功能，但是在实际操作中经常会出现由于拖拉机在作业过程中的运行轨迹和拖拉机实际的作业轨迹是不一样的，例如拖拉机耕地作业时，在第一耕地区域作业完成之后需要行驶到第二耕地区域，而现有的“基于物联网的集成型拖拉机传感控制电路”在计亩时，无法识别并去除掉拖拉机从第一耕地区域到第二耕地区域此间的运行轨迹作为计亩计数的一部分。另外，在拖拉机倒车作业、维修或更换作业设备的作业也都作为了计亩计数的一部分。导致上位机数据采集不准确，经常出现多计数、错误计数的现象，使物联网统计的云数据误差极大，不利于后期的数据分析、统筹管理和调用。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有计亩及计亩误差补偿功能的集成型拖拉机控制电路，解决了在计亩时无法识别并去除掉拖拉机从第一耕地区域到第二耕地区域此间的运行轨迹、拖拉机倒车作业、维修或更换作业设备的作业作为计亩计数的一部分的问题。解决了上位机数据采集不准确，经常出现多计数、错误计数的现象，使物联网统计的云数据误差减小，有利于后期的数据分析、统筹管理和调用。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

具有计亩及计亩误差补偿功能的集成型拖拉机控制电路，包括主芯片、GPRS通讯模块、GPS定位模块、参数采集模块、CAN总线驱动模块、界面参数显示控制电路和电源驱动模块，所述主芯片与参数采集模块通过CAN总线驱动模块电连接，所述主芯片还分别与用以与上位机通讯的GPRS通讯模块电连接以及用以定位拖拉机位置的GPS定位模块电连接，其特征在于，还包括计亩测量模块和存储器，所述计亩测量模块包括原始采集数据模块和计亩误差校正模块两个分立的模块，所述原始采集数据模块包括车速传感器和原始显示面板，所述计亩误差校正模块包括作业部件作业状态识别装置、车速反转识别器、第一识别器和校正显示面板。

进一步地，所述作业部件作业状态识别装置和车速反转识别器均与第一识别器电连接，所述第一识别器通过判定作业部件作业状态识别与车速正转识别两个条件共同符合设定值才能作为计亩数据保存，有效的消除了计亩测量模块计亩的误差。

进一步地，所述原始显示面板包括参数显示区和地图显示区，参数显示区用于显示GPS卫星个数、GPS卫星定位精度、实时采集面积长度、实时采集面积值、计亩启动开关、计亩保存按键，所述地图显示区包括作业区域地图显示、拖拉机GPS定位点、经度线和纬度线。

进一步地，所述校正显示面板包括校正采集面积值显示、校正采集面积长度显示、作业区域地图校正显示中的一种或几种。

进一步地，所述地图显示区会将原始采集数据模块采集到的计亩信息辅助采集信息的实时定位信息，以面积的方式显示在地图显示区中作为作业区域地图显示，当启动计亩误差校正模块时，计亩误差校正模块会将多计亩的区域用区别的标识显示在地图显示区中作为作业区域地图校正显示，并在校正显示面板的校正采集面积值显示处修改为校正之后的计亩亩数。

进一步地，还包括第二识别器，第二识别器与主芯片电连接，主芯片将计亩误差校正模块在地图显示区中原始数据减去显示多计亩的区域得出校正后的计亩面积，主芯片将校正后的计亩面积存储在存储器中，当拖拉机在已经计亩面积中行走时，GPS模块将拖拉机的实时定位信息传输给第二识别器，第二识别器调用存储器中的校正后的计亩面积判定该GPS模块的定位位置是否处于校正后计亩面积内，若处于校正后计亩面积内，则判定拖拉机不在作业状态；若GPS模块的定位位置不处于校正后计亩面积内，则判定拖拉机在作业状态。

进一步地，所述作业部件作业状态识别装置为耕地绞龙转速传感器、收割绞龙转速传感器、播种储量传感器、播种阀体位置传感器、施肥储罐存量采集模块中的一种或几种。

进一步地，所述参数采集模块包括发动机柴油油位检测驱动电路、发动机转速检测驱动电路、发动机温度检测驱动电路、发动机励磁检测驱动电路、发动机冷却水箱水温检测驱动电路、发动机润滑油油水分离量检测驱动电路、耕地绞龙参数采集模块、储罐流量采集模块、储罐存量采集模块、蓄电池参数检测模块、拖拉机倾角检测模块、环境参数采集模块中的一种或几种。

具有计亩及计亩误差补偿功能的集成型拖拉机控制方法，包括以下步骤：

步骤S01：上电以及初始化完成后，主芯片控制第一识别器和第二识别器启动；

步骤S02：采集作业部件作业状态识别装置和车速反转识别器的识别信息，并分别将信号输送至第一识别器，当作业部件作业状态识别为工作且车速正转识别为正转时，第一识别器判定计亩测量模块的测量值有效，主芯片控制存储器保存计亩数据；当作业部件识别为不工作、车速正转识别为反转两个条件满足其中之一或两个都满足时，第一识别器判定计亩测量模块的测量值无效，第一识别器将与该无效测量值对应的GPS定位数据与无效测量值一起标记为误差数据，并存储至存储器；

步骤S03：当拖拉机操作者手动控制切换至校正显示面板时，主芯片读取存储器中第一识别器标记的误差数据，并将该误差数据用区别的标识显示在地图显示区中作为作业区域地图校正显示；当拖拉机操作者手动切换至原始显示面板时，原始显示面板显示参数显示区和地图显示区，所述参数显示区显示GPS卫星个数、GPS卫星定位精度、实时采集面积长度、实时采集面积值，所述地图显示区显示作业区域地图显示、拖拉机GPS定位点、经度线和纬度线；地图显示区会将原始采集数据模块采集到的计亩信息辅助采集信息的实时定位信息，以面积的方式显示在地图显示区中；当启动计亩误差校正模块时，计亩误差校正模块会将多计亩的区域用区别的标识显示在地图显示区中作为作业区域地图校正显示，并在校正显示面板的校正采集面积值显示处修改为校正之后的计亩亩数；

步骤S04：主芯片将计亩误差校正模块在地图显示区中原始数据减去显示多计亩的区域得出校正后的计亩面积，主芯片将校正后的计亩面积存储在存储器中，当拖拉机在已经计亩面积中行走时，GPS模块将拖拉机的实时定位信息传输给第二识别器，第二识别器调用存储器中的校正后的计亩面积判定该GPS模块的定位位置是否处于校正后计亩面积内，若处于校正后计亩面积内，则判定拖拉机不在作业状态；若GPS模块的定位位置不处于校正后计亩面积内，则判定拖拉机在作业状态。

有益效果

由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：

第一，增设计亩误差校正模块，可以识别并去除掉拖拉机不在作业状态的计亩数据，实现对拖拉机计亩的精确校正。第二，计亩测量模块包括原始采集数据模块和计亩误差校正模块两个分立的功能模块，既可以读取计亩器的原始采集数据又可以启动计亩误差校正模块，对原始采集数据进行识别，去除错误的计亩计数。第三，计亩测量模块的原始采集数据模块只包括车速传感器和显示面板，而计亩误差校正模块还包括作业部件作业状态识别装置、车速正转识别器，第一识别器通过判定作业部件作业状态识别与车速正转识别两个条件共同符合设定值才能作为计亩数据保存，有效的消除了计亩测量模块计亩的误差。第四，原始显示面板包括参数显示区和地图显示区，参数显示区用于显示GPS卫星个数、GPS卫星定位精度、实时采集面积长度、实时采集面积值、计亩启动开关、计亩保存按键，地图显示区包括作业区域地图显示、拖拉机GPS定位点、经度线和纬度线。校正显示面板包括校正采集面积值显示、校正采集面积长度显示、作业区域地图校正显示中的一种或几种。在作业过程中，地图显示区会将原始采集数据模块采集到的计亩信息辅助采集信息的实时定位信息，以面积的方式显示在地图显示区中，当启动计亩误差校正模块时，计亩误差校正模块会将多计亩的区域用区别的标识显示在地图显示区中作为作业区域地图校正显示，并在校正显示面板的校正采集面积值显示处修改为校正之后的计亩亩数。第五，还包括第二识别器，第二识别器与主芯片电连接，主芯片将计亩误差校正模块在地图显示区中原始数据减去显示多计亩的区域得出校正后的计亩面积，主芯片将校正后的计亩面积存储在存储器中，当拖拉机在已经计亩面积中行走时，GPS模块将拖拉机的实时定位信息传输给第二识别器，第二识别器调用存储器中的校正后的计亩面积判定该GPS模块的定位位置是否处于校正后计亩面积内，若处于校正后计亩面积内，则判定拖拉机不在作业状态；若GPS模块的定位位置不处于校正后计亩面积内，则判定拖拉机在作业状态，以达到高精度校正误差的目的。

附图说明

图1是本发明一实施例的结构示意图。

图2是计亩测量模块的结构示意图。

图3是原始显示面板的结构示意图。

图4是本发明另一实施例的结构示意图。

图5是本发明计亩误差校正模块和GPS模块的电路图。

在图中：1-主芯片、2-GPRS通讯模块、3-GPS定位模块、4-参数采集模块、5-CAN总线驱动模块、6-界面参数显示控制电路、7-电源驱动模块、8-计亩测量模块、9-存储器、10-第二识别器、81-原始采集数据模块；82-计亩误差校正模块；811-车速传感器、812-原始显示面板、821-作业部件作业状态识别装置、822-车速反转识别器、823-第一识别器、824-校正显示面板、。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

本发明的实施方式：

参见图1～图5，具有计亩及计亩误差补偿功能的集成型拖拉机控制电路，包括主芯片、GPRS通讯模块、GPS定位模块、参数采集模块、CAN总线驱动模块、界面参数显示控制电路和电源驱动模块，所述主芯片与参数采集模块通过CAN总线驱动模块电连接，所述主芯片还分别与用以与上位机通讯的GPRS通讯模块电连接以及用以定位拖拉机位置的GPS定位模块电连接，还包括计亩测量模块和存储器，所述计亩测量模块包括原始采集数据模块和计亩误差校正模块两个分立的模块，所述原始采集数据模块包括车速传感器和原始显示面板，所述计亩误差校正模块包括作业部件作业状态识别装置、车速反转识别器、第一识别器和校正显示面板。优选地，所述计亩误差校正模块和GPS定位模块的芯片U1选用NEO-M8N芯片。

作为优选实施例，所述作业部件作业状态识别装置和车速反转识别器均与第一识别器电连接，所述第一识别器通过判定作业部件作业状态识别与车速正转识别两个条件共同符合设定值才能作为计亩数据保存，有效的消除了计亩测量模块计亩的误差。

作为优选实施例，所述原始显示面板包括参数显示区和地图显示区，参数显示区用于显示GPS卫星个数、GPS卫星定位精度、实时采集面积长度、实时采集面积值、计亩启动开关、计亩保存按键，所述地图显示区包括作业区域地图显示、拖拉机GPS定位点、经度线和纬度线。

作为优选实施例，所述校正显示面板包括校正采集面积值显示、校正采集面积长度显示、作业区域地图校正显示中的一种或几种。

作为优选实施例，所述地图显示区会将原始采集数据模块采集到的计亩信息辅助采集信息的实时定位信息，以面积的方式显示在地图显示区中作为作业区域地图显示，当启动计亩误差校正模块时，计亩误差校正模块会将多计亩的区域用区别的标识显示在地图显示区中作为作业区域地图校正显示，并在校正显示面板的校正采集面积值显示处修改为校正之后的计亩亩数。

作为优选实施例，还包括第二识别器，第二识别器与主芯片电连接，主芯片将计亩误差校正模块在地图显示区中原始数据减去显示多计亩的区域得出校正后的计亩面积，主芯片将校正后的计亩面积存储在存储器中，当拖拉机在已经计亩面积中行走时，GPS模块将拖拉机的实时定位信息传输给第二识别器，第二识别器调用存储器中的校正后的计亩面积判定该GPS模块的定位位置是否处于校正后计亩面积内，若处于校正后计亩面积内，则判定拖拉机不在作业状态；若GPS模块的定位位置不处于校正后计亩面积内，则判定拖拉机在作业状态。

作为优选实施例，所述作业部件作业状态识别装置为耕地绞龙转速传感器、收割绞龙转速传感器、播种储量传感器、播种阀体位置传感器、施肥储罐存量采集模块中的一种或几种。

作为优选实施例，所述参数采集模块包括发动机柴油油位检测驱动电路、发动机转速检测驱动电路、发动机温度检测驱动电路、发动机励磁检测驱动电路、发动机冷却水箱水温检测驱动电路、发动机润滑油油水分离量检测驱动电路、耕地绞龙参数采集模块、储罐流量采集模块、储罐存量采集模块、蓄电池参数检测模块、拖拉机倾角检测模块、环境参数采集模块中的一种或几种。

具有计亩及计亩误差补偿功能的集成型拖拉机控制方法，包括以下步骤：

步骤S01：上电以及初始化完成后，主芯片控制第一识别器和第二识别器启动；

步骤S02：采集作业部件作业状态识别装置和车速反转识别器的识别信息，并分别将信号输送至第一识别器，当作业部件作业状态识别为工作且车速正转识别为正转时，第一识别器判定计亩测量模块的测量值有效，主芯片控制存储器保存计亩数据；当作业部件识别为不工作、车速正转识别为反转两个条件满足其中之一或两个都满足时，第一识别器判定计亩测量模块的测量值无效，第一识别器将与该无效测量值对应的GPS定位数据与无效测量值一起标记为误差数据，并存储至存储器；

步骤S03：当拖拉机操作者手动控制切换至校正显示面板时，主芯片读取存储器中第一识别器标记的误差数据，并将该误差数据用区别的标识显示在地图显示区中作为作业区域地图校正显示；当拖拉机操作者手动切换至原始显示面板时，原始显示面板显示参数显示区和地图显示区，所述参数显示区显示GPS卫星个数、GPS卫星定位精度、实时采集面积长度、实时采集面积值，所述地图显示区显示作业区域地图显示、拖拉机GPS定位点、经度线和纬度线；地图显示区会将原始采集数据模块采集到的计亩信息辅助采集信息的实时定位信息，以面积的方式显示在地图显示区中；当启动计亩误差校正模块时，计亩误差校正模块会将多计亩的区域用区别的标识显示在地图显示区中作为作业区域地图校正显示，并在校正显示面板的校正采集面积值显示处修改为校正之后的计亩亩数；

步骤S04：主芯片将计亩误差校正模块在地图显示区中原始数据减去显示多计亩的区域得出校正后的计亩面积，主芯片将校正后的计亩面积存储在存储器中，当拖拉机在已经计亩面积中行走时，GPS模块将拖拉机的实时定位信息传输给第二识别器，第二识别器调用存储器中的校正后的计亩面积判定该GPS模块的定位位置是否处于校正后计亩面积内，若处于校正后计亩面积内，则判定拖拉机不在作业状态；若GPS模块的定位位置不处于校正后计亩面积内，则判定拖拉机在作业状态。